공유압 실습 (3) - 전기와 공압, 릴레이

2020/08/20 - [지능형스마트팩토리/공유압 실습] - 공유압 실습 (1) - 공압 입문, 자동화 개요

2020/08/22 - [지능형스마트팩토리/공유압 실습] - 공유압 실습 (2) - 각종 밸브 및 공압 실습

공유압 실습 (2) - 각종 밸브 및 공압실습

들어가기 전에

이번 시간에는 공압과 같이 쓰이는 전기에 대해서 조금 알아볼 것이다. 필자는 공압을 하는데 왜 전기가 필요하지?라는 의문이 들었다. 그 이유는 다음과 같다. 당신이 만약 공정을 관리하는 사람이다. 만약 모든 공정이 전기적 신호 없이 모두 당신의 손으로 움직여 공정이 움직인다면 당신은 아마 1주일 내로 사직서를 쓰게 될 것이다. 하지만 전기를 알게 된다면 당신은 모든 공정을 순차제어로 자동화시킬 수 있으며, 버튼 하나로 모든 공정을 시작할 수 있다. 그렇기에 전기가 꼭 필요하다.

접점

전기공압 회로에서 접점이라 함은 전류가 흐르는 회로 내의 연결을 제어할 수 있는 포인트를 지칭한다. 그림으로 보면 더 이해가 쉬울 것이다.

• A접점의 경우 항상 열려있어 버튼을 눌러주기 전까지는 회로에 전류가 흐르지 않는다.
• B접점의 경우 항상 닫혀있어 버튼을 눌러주기 전까지는 회로에 전류가 계속 흐르게 된다.

이 회로에서 전구를 대표적인 예시로 들었지만. 모터, 전구, 부저 등 다양한 액츄에이터들을 모두 부하(Load)라고 통칭한다. 그렇다면 이러한 회로는 전기공압 회로로 나타내면 어떻게 될까?

위에는 거의 대부분의 산업용 장비가 쓰는 신호의 볼트인 24V가 존재하며 아래에는 접점(Ground)인 0V가 존재한다. 그리고 우리가 배운 A접점과 B접점이 그려지고 부하(Load)가 연결되어있다. 회로는 점차 같이 눈에 익히도록 하자.

논리 회로

우선 논리회로에 앞서 우리가 사용하는 패널은 다음과 같다.

왼쪽은 버튼을 누르지 않았을 때 각각의 스위치에 연결된 접점들의 상태이며 오른쪽은 부튼을 눌렀을 떄 각각의 스위치에 연결된 접점들의 상태를 나타낸 그림이다. 이 회로를 가지고 논리 회로를 구성해보자.

 

논리 회로는 크게 6가지가 있다.

• YES 회로- 입력이 있을 때 출력이 있고 입력이 없으면 출력이 없는 논리회로이다.

입력	출력
0(OFF)	0(OFF)
1(ON)	1(ON)

 

 

 

• NOT 회로 - 입력이 없을 때 출력이 있고 반대로 입력이 있으면 출력이 없다.

입력	출력
0(OFF)	1(ON)
1(ON)	0(OFF)

 

 

• AND 회로 - 2개 이상의 입력이 모두 있을 때 출력이 발생한다.

SW1	SW2	출력
0	0	0
0	1	0
1	0	0
1	1	1

 

 

• OR 회로 - 한 개 이상의 입력이 있을 때 출력이 발생한다.

SW1	SW2	출력
0	0	0
0	1	1
1	0	1
1	1	1

 

릴레이

릴레이는 일종의 스위치이다. 하지만 조금 특별한 점이 있다면 입력 신호를 복사해서 여러 개로 뻗어나갈 수 있다.

그림을 보면 A1에 24V의 신호가 들어오고 A2에 저항이 연결되면 오른쪽 그림과 같이 변하게 된다. 이 릴레이를 통해서 우리는 한 개의 스위치를 이용해서 릴레이의 채널만큼의 불을 켠다던가, 여러 가지 엑츄에이터들을 작동시킬 수 있게 된다. 그렇다면 릴레이를 이용해서 어떤 것들을 해볼 수 있을지에 대한 논의로, 대표적인 예로 자기 유지 회로가 있다.

우리가 누르면 누른 채로 유지가 되는 고정형 버튼이 아닌 그냥 복귀형 버튼을 사용할 때, 계속 누르지 않고도 어떤 상태를 유지하고 싶을 때가 있을 것이다. 그때 사용되는 것이 자기 유지 회로이다. 

그림을 보면 알 수 있듯이 버튼을 눌러 Relay에 신호가 가게 되면 자식 Relay가 그 이후에 부모 Relay에게 전원을 계속 공급하므로 상태를 유지할 수 있다.

• OFF우선 자기 유지 회로는 OFF 버튼이 눌리는 한 ON버튼은 눌리지 않게 된다.
• ON우선 자기 유지 회로는 ON버튼이 눌러지는 한 OFF 버튼이 눌리지 않게 된다.

많은 오류를 피하기 위해서 이런 자기 유지 회로가 쓰인다고 한다.

마치며

최대한 복기하려고 노력은 하는 중이다. 저작권에 안 걸리기 위해서 피피티로 다 일일이 그림을 그리고 있는데 솔직히 너무 힘들긴 하지만 나중에 이 글을 보며 다시 공부할 나를 위해, 그리고 혹시 모를 방문자들을 위해 최선을 다해보겠다:)

요번 시간에 배웠던 자기 유지 회로는 처음에 너무 헷갈렸다. 왜 어떤 원리로 자기 유지가 되는 거지? 그리고 ON OFF 우선은 또 뭐야..? 싶겠지만 회로를 이해하고 직접 눌러보는 걸 시뮬레이션해보면 금방 이해가 될 것이다.